一种三维点云直线特征提取方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种三维点云直线特征提取方法及装置，其方法包括：获取待提取直线特征的三维点云；基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云；对每个目标要素点云进行边缘特征提取，并保存每个经边缘特征提取后的目标要素点云；将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图；通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征。本发明专利技术通过阈值分割和边缘特征对点云进行筛选，能有效地提取出关键特征，同时减少计算量，并提高精度。并提高精度。并提高精度。

【技术实现步骤摘要】
一种三维点云直线特征提取方法及装置


[0001]本专利技术属于计算视觉
，具体涉及一种三维点云直线特征提取方法及装置。

技术介绍

[0002]随着三维扫描技术的不断成熟，三维点云处理技术已经逐渐成为计算机视觉领域的重要研究热点，并广泛应用在医疗、考古、人工智能等各个学科领域。同样，自动驾驶高精度地图的制作离不开三维扫描技术。
[0003]三维扫描得到的原始点云数据一般存在数据量繁杂的特点，并且点云数据的构成没有比较规律的拓扑结构。如果能从点云数据中提取出线特征来描述物体的形状、大小及表面纹理等诸多特征，将能够让人更加直观的了解物体本身的几何特征。例如山谷地形地貌的谷脊线提取可以用于分析我国的一些地形地貌。人脸五官特征的提取可以用于完成人脸识别。在高精度地图制作时，点云与图像间的线特征关联可以用于3D－2D数据间的配准。
[0004]近些年，面向直线特征的提取，大部分研究成果集中于2D图像上，其中包括单幅图片的直线提取，以及多视角图片的3D直线重建。而只有少数的研究成果面向点云的直线提取，这些方法往往存在提取过程复杂、提取速度慢、提取质量差等问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有三维点云直线提取方法的复杂、速度慢、精度低的问题，在本专利技术的第一方面提供了一种三维点云直线特征提取方法，包括：获取待提取直线特征的三维点云；基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云；对每个目标要素点云进行边缘特征提取，并保存每个经边缘特征提取后的目标要素点云；将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图；通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征。
[0006]在本专利技术的一些实施例中，所述基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云包括：通过自适应阈值分割算法，从所述三维点云中剔除激光反射强度低于阈值的点云。
[0007]在本专利技术的一些实施例中，所述对每个目标要素点云进行边缘特征提取包括：通过边界估计算法对每个目标要素点云进行边缘特征提取。
[0008]在本专利技术的一些实施例中，所述将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图包括：通过前视投影方法，将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图。
[0009]在本专利技术的一些实施例中，所述通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征包括：通过CannyLine算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征。
[0010]在上述的实施例中，还包括：通过邻近搜索算法提取每个直线特征对应的点云数
据。
[0011]本专利技术的第二方面，提供了一种三维点云直线特征提取装置，包括：获取模块，用于获取待提取直线特征的三维点云；基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云；第一提取模块，用于对每个目标要素点云进行边缘特征提取，并保存每个经边缘特征提取后的目标要素点云；投影模块，用于将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图；第二提取模块，用于通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征。
[0012]进一步的，还包括：第三提取模块，用于通过邻近搜索算法提取每个直线特征对应的点云数据。
[0013]本专利技术的第三方面，提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本专利技术在第一方面提供的三维点云直线特征提取方法。
[0014]本专利技术的第四方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现本专利技术在第一方面提供的三维点云直线特征提取方法。
[0015]本专利技术的有益效果是：
[0016]本专利技术较现有技术相比，
①
通过阈值分割和边缘特征对点云进行筛选，可以有效地提取出关键特征，同时大大减少计算的工作量。
②
剔除道路要素中冗余特征线的干扰，使得线特征提取精度高。
③
较以往方法，本方法过程简单，容易实现，为高精度地图制作三维点云直线特征提取提供一种很好的解决思路。
附图说明
[0017]图1为本专利技术的一些实施例中的三维点云直线特征提取方法的基本流程示意图；
[0018]图2为本专利技术的一些实施例中的未经边缘特征提取的道路点云的示意图；
[0019]图3为本专利技术的一些实施例中的经边缘特征提取的道路点云的示意图；
[0020]图4为本专利技术的一些实施例中的点云前视投影示意图；
[0021]图5为本专利技术的一些实施例中的从点云前视投影示意图；
[0022]图6为本专利技术的一些实施例中的三维点云直线特征提取装置的结构示意图；
[0023]图7为本专利技术的一些实施例中的电子设备的结构示意图。
具体实施方式
[0024]以下结合附图对本专利技术的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本专利技术，并非用于限定本专利技术的范围。
[0025]参考图1与图2，在本专利技术的第一方面，提供了一种三维点云直线特征提取方法，包括：S100.获取待提取直线特征的三维点云；基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云；S200.对每个目标要素点云进行边缘特征提取，并保存每个经边缘特征提取后的目标要素点云；S300.将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图；S400.通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征。
[0026]参考图2与图3，在本专利技术的一些实施例的步骤S100中，所述基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云包括：通过自适应阈值分割算法，从所述三维点云中剔除激光反射强度低于阈值的点云。通过阈值分割可以过滤掉大部分的路面信息，仅保留人工标记的要素信息。
[0027]在本专利技术的一些实施例的步骤S200中，所述对每个目标要素点云进行边缘特征提取包括：通过边界估计算法对每个目标要素点云进行边缘特征提取。
[0028]可以理解，边缘特征处理的优点：
①
可以剔除车道线、护栏、箭头等地图要素内部的点云，减少后续计算量，提高运行效率。
②
同时可以避免内部点云被错误的提取为线特征，而造成检测精度下降。
[0029]参考图4与图5，在本专利技术的一些实施例的步骤S300中，所述将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图包括：通过前视投影方法，将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图。
[0030]在本专利技术的一些实施例的步骤S400中，所述通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征包括：通过CannyLine算法从所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维点云直线特征提取方法，其特征在于，包括：获取待提取直线特征的三维点云；基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云；对每个目标要素点云进行边缘特征提取，并保存每个经边缘特征提取后的目标要素点云；将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图；通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征。2.根据权利要求1所述的三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述基于阈值分割算法，从所述三维点云中筛选出至少一个目标要素点云包括：通过自适应阈值分割算法，从所述三维点云中剔除激光反射强度低于阈值的点云。3.根据权利要求1所述的三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述对每个目标要素点云进行边缘特征提取包括：通过边界估计算法对每个目标要素点云进行边缘特征提取。4.根据权利要求1所述的三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图包括：通过前视投影方法，将每个经边缘特征提取后的目标要素点云投影到二维平面，得到一个或多个平面视图。5.根据权利要求1所述的三维点云直线特征提取方法，其特征在于，所述通过边缘线检测算法从所述一个或多个平面视图中，至少提取一个直线特征包括：通过Cann...

【专利技术属性】
技术研发人员：李明明，尹玉成，刘奋，
申请(专利权)人：武汉中海庭数据技术有限公司，
类型：发明
国别省市：